CN101620318B - 投影装置 - Google Patents
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Abstract
一种投影装置，包括一紫外光源、一滤光装置、一数字微镜器件、一投影透镜及一面板。该滤光装置用于将紫外光源发出的光线中紫外光线波长以外的光线滤除，使紫外光线通过。该数字微镜器件具有多个微镜片，该数字微镜器件用于接受外部图像信号并根据该图像信号调整该多个微镜片以禁止反射或允许反射来自该滤光装置的紫外光。该投影透镜用于将该数字微镜器件反射的光线的出射范围放大。该面板包括一红色荧光粉层、一绿色荧光粉层及一蓝色滤光粉层，该面板用于接收来自投影透镜的紫外光线，该面板的像素与该多个微镜片的像素一一对应，各该微镜片反射至面板的光线激发面板与该多个微镜片对应的像素的荧光粉发出可见光，从而达到图像显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种投影装置。
背景技术
伴随着科技进步，投影机得到了广泛应用，如将投影机用于课堂教学等。目前，传统的投影机主要分三种类型：LCD(Liquid Crystal Display)投影机(见“High resolution LC video projector”，Consumer Electronics，IEEETransactions on，Volume 36，Issue 3，Aug 1990 Page(s)：430-436)、LCOS(LiquidCrystal on Silicon)投影机及DLP(Digital Light Processor)投影机。
传统的投影机通常包括一可见光光源及一白色荧幕，可见光光源发出的可见光经过投影机内部的光学引擎等投影在白色荧幕上进行图像显示。然而，此种投影显示方式容易受到外界光线的影响，当外界光线较强时，使投影效果较差，造成投影机的适用场合受到限制。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种适用场合较广的投影装置。
一种投影装置，包括一紫外光源、一滤光装置、一数字微镜器件、一投影透镜及一面板。该滤光装置用于将紫外光源发出的光线中紫外光线波长以外的光线滤除，使紫外光线通过。该数字微镜器件具有多个微镜片，该每个微镜片可被单独控制呈打开或关闭状态，该数字微镜器件用于接受外部图像信号并根据该图像信号调整该多个微镜片呈打开或关闭状态，以使该多个微镜片选择性地反射来自该滤光装置的紫外光。该投影透镜用于将该数字微镜器件反射的光线的出射范围放大。该面板包括一红色荧光粉层、一绿色荧光粉层及一蓝色滤光粉层，该面板用于接收来自投影透镜的紫外光线，该面板的像素与该多个微镜片的像素一一对应，各微镜片反射至面板的光线激发面板与该多个微镜片对应的像素的荧光粉发出可见光，从而达到图像显示。
所述的投影装置是通过紫外光激发荧光粉来发光，而非将可见光直接投射于白色荧幕上，因此受外界光强度影响较小，而且由于不需要采用白色荧幕，适应场合更广。
附图说明
图1是本发明实施例的投影装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供一种投影装置10。该投影装置10包括一光源12、一光学引擎(optical engine)14、一投影镜头16及一面板18。该光源12优选为紫外光源，该光源12发出光线经光学引擎14、投影镜头16及面板18后达到图像显示。
该光学引擎14包括一滤光装置142、一反射镜144及一数字微镜器件(digital micro-mirror device，DMD)146。
该滤光装置142位于光源12与反射镜144之间，其包括依次排列聚光透镜1422、紫外波带滤光片(UV passband filter)1424、偏振片1426及一准直透镜1428。该聚光透镜1422将光源12发出的光线汇聚至紫外波带滤光片1424；紫外波带滤光片1424将紫外光波长以外的光线滤除，使紫外光通过并投射至偏振片1426；偏振片1426将来自紫外波带滤光片1424转化为线偏振光并投射至准直透镜1428；光线经过准直透镜1428后成为平行光照射至反射镜144。
该聚光透镜1422和该准直透镜1428一般均为凸透镜，其中准直透镜1428的作用为将光线转化为平行光。
该偏振片1426包括一基板1430及设置于基板1430表面的偏光层1432。该基板1430的材料一般为玻璃或透明塑胶材料，该偏光层1432包括多个紧密排列的一维纳米材料绳1434，本实施例的一维纳米材料绳1434的延伸方向为垂直于纸面方向。光线经过该偏光层1432时，偏振方向垂直于一维纳米材料绳1434的延伸方向的光线通过，而偏振方向与一维纳米材料绳1434的延伸方向平行的光线被偏光层1432所吸收，于是光线经过偏振片1426后成为一线偏振光。
该一维纳米材料绳1434可以是单根一维纳米材料，也可以是若干根首尾相接的一维纳米材料。所述的一维纳米材料可以是碳纳米管、半导体纳米管或线、或金属纳米管或线等纳米材料。所述的碳纳米管可以是单壁碳纳米管(Single-walled Carbon Nanotube，SWNT)、多壁碳纳米管(Multi-walled CarbonNanotube，MWNT)、单壁碳纳米管束(SWNT Bundles)、多壁碳纳米管束(MWNT Bundles)或者超顺排多壁碳纳米管长线(Super-aligned MWNT Yarns)等，其中关于超顺排多壁碳纳米管长线的资料已由Kaili Jiang(姜开利)等人於Spinning Continuous Carbon Nanotube Yarns[Nature，vo1.419，pp.801，2002]中介绍。所述的半导体纳米管或线可以是硅(Si)纳米管或线、氮化镓(GaN)纳米管或线和氧化锌(ZnO)纳米管或线等。所述的金属纳米管或线可以是铁纳米管或线、或铜纳米管或线等。
该反射镜144具有一反射面1442，该反射面1442与来自准直透镜1428的光线的传播方向具有一夹角θ，本实施例中，夹角θ为45度。光线经反射面1442的反射后进入数字微镜器件146。
该数字微镜器件146包括多个微镜片，如分辨率为800×600，则数字微镜器件146包括48万个微镜片，每个微镜片对应一个像素，且每个微镜片均可被单独控制在+10度与-10度之间旋转并且由电磁定位，以呈现打开(on state)或关闭状态(off state)，当微镜片为打开状态时，其对应的像素为亮态，当微镜片为打开状态时，其对应的像素为暗态，打开时间的长短可以控制其对应像素的灰度。数字微镜器件146与图像信号源(图未示)相连，图像信号源发出的图像信号经过处理后作用于数字微镜器件146，使数字微镜器件146的微镜片呈现打开或关闭状态，将来自反射镜144的光线反射至投影镜头16，每个微镜片的旋转角度与其相对的像素相对应。
投影镜头16的作用为将来自数字微镜器件146的光线出射范围放大后投射至面板18。该面板18与该投影镜头16正对，该面板18包括一透明基板182及沿垂直于玻璃方向182依次排列于透明基板182表面的紫外光吸收层184、蓝色荧光粉层186、绿色荧光粉层188及红色荧光粉层190，其中红色荧光粉层190与投影镜头16相邻，而透明基板182与投影镜头16相背离。该透明基板182的材料可为玻璃基板或压克力基板等透明材料。该红色荧光粉层190、绿色荧光粉层188及蓝色荧光粉层186的材料为紫外光激光荧光粉，其可为透明的荧光粉材料。该紫外光吸收层184的材料优选为透明的紫外光吸收材料。
投影镜头16投射至面板18的光线为紫外光线，光线依次经过红色荧光粉层190、蓝色荧光粉层186及绿色荧光粉层188并激发其分别发出红色、蓝色及绿色光线，三色光线经混合后自透明基板182出射至外界。面板18具有与数字微镜器件146中的微镜片数量相同的像素数，数字微镜器件146的微镜片与面板18的像素一一对应，各个旋转角度不同的微镜片反射至面板18的光线激发面板18的各个像素的荧光粉，从而达到图像显示。紫外光线在经过红荧光粉层190、绿色荧光粉层188及蓝色荧光粉层186后进入紫外光吸收层184，紫外光吸收层184可将剩余的紫外光吸收，以防止紫外光进入外界对人眼造成伤害。
可以理解，红色荧光粉层190、蓝色荧光粉层186及绿色荧光粉层188在透明基板182表面的排列顺序也可以相互调换，并不限于本实施例。
本实施例的投影装置10是通过紫外光激发荧光粉来发光，而非可见光直接投射于白色荧幕上，因此受外界光强度的影响较小，使其适用场合较广；特别地，当紫外光吸收层184、蓝色荧光粉层186、绿色荧光粉层188及红色荧光粉层190均为透明材料时，则此种面板18可设置于汽车车窗等表面，在向司机呈现图像的同时也不影响司机透过车窗观察车外的路况，增加投影装置10的便利性。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (11)
1.一种投影装置，包括：
一紫外光源；
一滤光装置，用于将紫外光源发出的光线中紫外光线波长以外的光线滤除，使紫外光线通过；一数字微镜器件，具有多个微镜片，每个该微镜片可被单独控制呈打开或关闭状态，该数字微镜器件用于接受外部图像信号并根据该图像信号调整该多个微镜片呈打开或关闭状态，以使该多个微镜片选择性地反射来自该滤光装置的紫外光；
一投影透镜，用于将该数字微镜器件反射的光线的出射范围放大；
一面板，包括一红色荧光粉层、一绿色荧光粉层及一蓝色滤光粉层，该面板用于接收来自投影透镜的紫外光线，该面板的像素与该多个微镜片的像素一一对应，各微镜片反射至面板的光线激发面板与该多个微镜片对应的像素的荧光粉发出可见光，从而达到图像显示。
2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该滤光装置包括一紫外波带滤光片，用于将光源发出的光线中紫外光线波长以外的光线滤除，使紫外光线通过。
3.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于，该滤光装置进一步包括一偏振片，该偏振片位于该反射镜与该紫外波带滤光片之间，用于将透过紫外波带滤光片的光线转化为线偏振光。
4.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，该滤光装置进一步包括一聚光透镜及一准直透镜，该聚光透镜位于该光源与该紫外波带滤光片之间，用于会聚光源发出的光线；该准直透镜位于该偏振片出射光线的一侧，该准直透镜用于将自该偏振片出射的光线转化为平行光并出射。
5.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，进一步包括一反射镜，该反射镜用于将自该滤光装置出射的光线反射至数字微镜器件。
6.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该面板进一步包括一透明基板，该透明基板与该投影透镜相对，该红色荧光粉层、绿色荧光粉层及蓝色滤光粉层设置于该透明基板表面，该红色荧光粉层、绿色荧光粉层及蓝色滤光粉层的排列方向与该透明基板的表面垂直且位于该投影透镜与该透明基板之间。
7.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，该红色荧光粉层、绿色荧光粉层及蓝色滤光粉层向靠近该透明基板表面的方向依次排列。
8.如权利要求7所述的投影装置，其特征在于，该面板进一步包括一紫外光吸收层，该紫外光吸收层位于该蓝色滤光粉层之间。
9.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，该紫外吸收层的材料为透明的紫外吸收材料，该红色荧光粉层、绿色荧光粉层及蓝色滤光粉层的材料均为透明荧光材料。
10.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，该偏振片包括一透明基板及设置于基板表面的多个紧密排列的一维纳米材料绳。
11.如权利要求10所述的投影装置，其特征在于，该一维纳米材料绳是单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管束、多壁碳纳米管束、超顺排多壁碳纳米管长线、硅纳米管或线、氮化镓纳米管或线、氧化锌纳米管或线、铁纳米管或线、或铜纳米管或线。
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